基于任務(wù)引領(lǐng)的《地理信息系統(tǒng)原理》教學(xué)方法探討

李輝霞 周紅藝 宋憲強(qiáng) 梁釗雄

摘 要：本文在介紹《地理信息系統(tǒng)原理》課程內(nèi)容及目前教學(xué)存在的主要問題基礎(chǔ)上，探討基于任務(wù)引領(lǐng)教學(xué)法的《地理信息系統(tǒng)原理》教學(xué)改革思路。教學(xué)改革內(nèi)容包括課程分析、線上學(xué)習(xí)、任務(wù)設(shè)計(jì)、任務(wù)實(shí)施、課后演練及效果評(píng)價(jià)。研究成果對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高課堂教學(xué)效果有積極意義。

關(guān)鍵詞：任務(wù)引領(lǐng) 地理信息 教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：P208-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）10（b）-0198-02

1 課程簡(jiǎn)介

地理信息系統(tǒng)是集地理學(xué)、地圖學(xué)、測(cè)繪科學(xué)、遙感科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、管理科學(xué)等學(xué)科為一體的典型交叉性學(xué)科，同時(shí)也是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科[1]。GIS技術(shù)在資源管理、區(qū)域規(guī)劃、國(guó)土監(jiān)測(cè)、城市與區(qū)域開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[2-5]。

《地理信息系統(tǒng)原理》課程是我校地理信息科學(xué)、人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)必修課，要求學(xué)生掌握地理信息系統(tǒng)（GIS）的基本理論、方法和應(yīng)用，熟練ArcGIS軟件基本操作，為后續(xù)的《空間分析》、《網(wǎng)絡(luò)GIS》《GIS二次開發(fā)》等課程奠定基礎(chǔ)?？倢W(xué)時(shí)數(shù)56（含實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)12），課程設(shè)計(jì)1周。理論教學(xué)內(nèi)容包括緒論、GIS數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)輸入與管理、空間分析方法、GIS模型、地理信息可視化、產(chǎn)品輸出與設(shè)計(jì)等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以ArcGIS 軟件為平臺(tái)，完成空間數(shù)據(jù)的輸入與編輯、屬性表的編輯與連接、多邊形疊合、復(fù)雜地形中的選址、地圖布局與輸出等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。課程設(shè)計(jì)則要求學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)與專業(yè)相關(guān)的空間問題，并綜合運(yùn)用GIS技術(shù)解決自行設(shè)計(jì)的實(shí)際問題，以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決復(fù)雜問題的綜合實(shí)踐能力及創(chuàng)新創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力[6-8]。

2 存在問題

本課程教學(xué)內(nèi)容較多，受課時(shí)數(shù)限制，目前主要采用傳統(tǒng)的講授式教學(xué)模式。由于原理知識(shí)枯燥乏味，學(xué)生基本是課堂上被動(dòng)接受老師講授的知識(shí)點(diǎn)，缺乏課后學(xué)習(xí)與探索的主動(dòng)性，很難將抽象的原理與實(shí)踐應(yīng)用貫通起來(lái)，欠缺利用GIS思維解決實(shí)際空間問題的能力，對(duì)GIS技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的趨勢(shì)也關(guān)注甚少。

陳舊的授課方式導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課效果更是差強(qiáng)人意，學(xué)生機(jī)械式重復(fù)老師演示的操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與過程缺乏理解，導(dǎo)致離開指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)操作就無(wú)從下手，更別說綜合運(yùn)用GIS技術(shù)解決具體空間問題。實(shí)驗(yàn)報(bào)告雷同現(xiàn)象明顯，難以真實(shí)考查學(xué)生的軟件操作水平[9]。此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中缺乏與專業(yè)密切聯(lián)系的素材和案例。筆者所在院系使用宋小冬主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》作為實(shí)驗(yàn)教材，大部分學(xué)生能夠參照指導(dǎo)書進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)處理、空間分析、地圖布局輸出等基本操作，但由于教材中涉及到GIS在城鄉(xiāng)規(guī)劃中應(yīng)用的案例甚少，學(xué)生無(wú)法在實(shí)踐操作中把GIS技術(shù)與相關(guān)專業(yè)關(guān)聯(lián)起來(lái)，缺乏利用GIS技術(shù)解決實(shí)際城鄉(xiāng)規(guī)劃問題的思維訓(xùn)練，不能真正地做到學(xué)以致用。

順應(yīng)“線上+線下”混合學(xué)習(xí)的教學(xué)改革發(fā)展趨勢(shì)，本文擬以人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)開設(shè)的《地理信息系統(tǒng)原理》課程為依托，提出以具體任務(wù)為驅(qū)動(dòng)激發(fā)學(xué)生自主探索式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。

3 教學(xué)改革內(nèi)容

針對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃中的典型問題，以實(shí)踐為導(dǎo)向，探討任務(wù)引領(lǐng)教學(xué)法在《地理信息系統(tǒng)原理》中的應(yīng)用思路，以推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)效率與效果。教學(xué)改革主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。

（1）課程分析。明確課程要求掌握什么，需要哪些基礎(chǔ)知識(shí)。建立一個(gè)學(xué)生當(dāng)前所學(xué)習(xí)的內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)情況基本相接近的情景環(huán)境，使學(xué)生可以深刻了解當(dāng)前所學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)在應(yīng)用中主要起到什么作用，便于他們圍繞最終任務(wù)理順知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系，建立一個(gè)完整的知識(shí)體系。

（2）線上學(xué)習(xí)。充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，安排學(xué)生運(yùn)用碎片時(shí)間學(xué)習(xí)相關(guān)的方法原理知識(shí)。建議學(xué)生在愛課程等平臺(tái)選擇相關(guān)的精品開放課程，如中山大學(xué)張新長(zhǎng)教授主講的“地理信息系統(tǒng)概論”在線課程，南京師范大學(xué)湯國(guó)安教授主講的“地理信息系統(tǒng)”精品課程的教學(xué)錄像等。

（3）任務(wù)設(shè)計(jì)。任務(wù)要求目標(biāo)明確，步驟清晰，符合所學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，且難度要適中，使得學(xué)生在應(yīng)用已知的知識(shí)和技能完成案例任務(wù)的同時(shí)又能學(xué)習(xí)新的知識(shí)和技能，以解決今后遇到的新問題。以城鄉(xiāng)規(guī)劃中典型空間問題為主，如：公共設(shè)施的服務(wù)范圍、最近設(shè)施的查找，公共設(shè)施的選址、交通網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化、災(zāi)害受損分析、地形因子分析、景觀變化分析、土地適宜性分析等。

（4）任務(wù)實(shí)施。在任務(wù)實(shí)施前要通過問卷方式做個(gè)摸底調(diào)查，了解各位學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況、相關(guān)軟件操作技能水平和創(chuàng)新研究能力，統(tǒng)計(jì)不同層次的人數(shù)，再交叉分組。任務(wù)實(shí)施包括分析問題、制訂計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、成果總結(jié)、展示成果、理論剖析、評(píng)估反饋7個(gè)階段。

（5）課后演練。按照不同空間問題，建立作業(yè)題庫(kù)，根據(jù)課堂案例所運(yùn)用到的技術(shù)方法，抽取類似空間問題布置作業(yè)，要求學(xué)生課后到GIS機(jī)房在ArcGIS平臺(tái)中完成作業(yè)，鞏固課堂所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)與技術(shù)方法。

（6）效果評(píng)價(jià)。根據(jù)課堂表現(xiàn)、考試成績(jī)和學(xué)生滿意度等方面評(píng)價(jià)教學(xué)改革效果以及“任務(wù)引領(lǐng)”教學(xué)法在學(xué)生自主學(xué)習(xí)方面的促進(jìn)作用。在教學(xué)過程中可以通過過程評(píng)估方式及時(shí)了解教學(xué)效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，任務(wù)引領(lǐng)教學(xué)法從實(shí)踐需求出發(fā)，突破《地理信息系統(tǒng)原理》課程以“課堂知識(shí)傳授為主、技能實(shí)訓(xùn)為輔”的傳統(tǒng)教育方式，在課堂教學(xué)中以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，將線上學(xué)習(xí)與線下學(xué)習(xí)相結(jié)合，將理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相統(tǒng)一，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中適應(yīng)社會(huì)現(xiàn)實(shí)與發(fā)展，為社會(huì)培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)需求的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈婕，湯國(guó)安，楊紅，等.我國(guó)地理信息系統(tǒng)專業(yè)教材建設(shè)應(yīng)用與發(fā)展[J].地球信息科學(xué)，2007，9（4）：94-99.

[2] 李天文，王林剛，李庚澤，等.地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程體系建設(shè)研究[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2011（1）：33-35.

[3] 邊馥苓.論我國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)、人才現(xiàn)狀與存在問題[J].地理信息世界，2009，7（5）：29-34.

[4] 柳林，李萬(wàn)武.市場(chǎng)需求導(dǎo)向的GIS專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)和課程體系的構(gòu)建[J].測(cè)繪科學(xué)，2011，36（1）：232-234.

[5] 秦其明.中國(guó)高校GIS專業(yè)核心課程設(shè)置問題的探討[J].地理信息世界，2003（4）：1-7.

[6] 呂秀琴，艾自興.“地理信息系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”教學(xué)內(nèi)容和模式探討[J].實(shí)驗(yàn) 技術(shù)與管理，2012，29（1）：165-167.

[7] 吳風(fēng)華，楊久東.地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程設(shè)計(jì)改革實(shí)踐[J].河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2008，8（4）：141-142.

[8] 王玲，王月健，劉琳.地理信息系統(tǒng)課程實(shí)踐教學(xué)的改革與探索[J].兵團(tuán)教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，17（6）：55-57.

[9] 王建梅，王衛(wèi)安.翻轉(zhuǎn)課堂在地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)中的實(shí)踐與思考[J].測(cè)繪通報(bào)，2017（8）：146-149.